双相NaSICON固体电解质中的增强钠动力学

NaSICON，或钠超级离子导体，是用于钠基全固态和水系红氧流电池应用的前景广阔的固体电解质材料。本文通过溶液辅助微波处理和快速感应热压法制备了成分为Na3.4Zr2Si2.4P0.6O12的样品。这些样品显示出极高的总离子电导率，范围在7到9 mS cm–1之间，与液体电解质相竞争。通过同步辐射X射线和中子衍射、电化学阻抗谱及变温固态核磁共振研究，揭示了钠离子在该固体离子导体刚性骨架中快速运输的特性。变温同步辐射X射线衍射在接近430 K的温度下表明该成分的结构相分离，而常温下的样品显示出单斜相C2/c和三方相R3̅c成分的混合，这些成分共同贡献于高电导率。在与结构不稳定相关的成分空间区域观察到极高的离子电导率，建议作为超级离子导电的设计原则。